Steam 19 -кылымда гана эмес, 21 -кылымда да олуттуу иштерди жасай алмак.
1957 -жылы 4 -октябрда СССР тарабынан орбитага чыгарылган Жердин биринчи жасалма спутнигинин салмагы болгону 83,6 кг болгон. Ал адамзат үчүн космостук доорду ачкан. Ошол эле учурда космостук жарыш эки державанын - Советтер Союзу менен АКШнын ортосунда башталган. Бир айга жетпей СССР бортунда Лайка ити менен 508 кг салмактагы экинчи спутникти учуруп, дүйнөнү кайрадан таң калтырды. Америка Кошмо Штаттары келерки жылы, 1958-жылы, 31-январда Explorer-1 спутнигин учуруу менен гана жооп бере алды. Анын үстүнө, анын массасы биринчи советтик спутниктен он эсе аз болгон - 8, 3 кг … Америкалык инженерлер, албетте, оор спутникти орбитага чыгарууну элестете алышкан, бирок учурулган ракета канча күйүүчү май ташышы керектигин ойлогондо., алар өз алдынча кылган эмес. Америкалык популярдуу журналдардын бири мындай деп жазган: «Жердин астынкы орбитага спутникти учуруу үчүн ракетанын массасы пайдалуу жүктүн массасынан бир нече миң эсе ашышы керек. Бирок илимпоздор технологиянын жетишкендиктери бул катышты жүзгө чейин түшүрүүгө мүмкүндүк берет деп ишенишет ». Бирок бул цифра да пайдалуу боло турган чоң спутникти учуруу үчүн кымбат баалуу күйүүчү майдын көп өлчөмүн күйгүзүү талап кылынарын билдирген.
Биринчи этаптын баасын төмөндөтүү үчүн ар кандай варианттар сунушталды: кайра колдонулуучу космостук кемени куруудан баштап, толугу менен фантастикалык идеяларга чейин. Алардын арасында 1867 -жылдан бери буу казандарын жасап келе жаткан Babcock & Wilcox (B&W) өнүккөн өнүктүрүү бөлүмүнүн башчысы Артур Грэмдин идеясы болгон. Грэм башка B&W инженери Чарльз Смит менен бирге космостук аппаратты … буу аркылуу орбитага чыгарууга болорун аныктоого аракет кылды.
Буу жана суутек
Грэм бул убакта 3740Стен жогору температурада жана 220 атмдан жогору басымда иштеген өтө критикалык жогорку температуралуу от казандарды иштеп чыгуу менен алектенген. (бул маанилүү чекиттен жогору, суу мындан ары суюк же газ эмес, экөөнүн касиеттерин бириктирген суперкритикалык суюк деп аталат). Бууну ракетанын биринчи баскычында күйүүчү майдын көлөмүн азайтуу үчүн "түртүүчү" катары колдонууга болобу? Биринчи эсептөөлөр өтө оптимисттик болгон эмес. Чындыгында, кандайдыр бир газдын кеңейүү ылдамдыгы бул газдагы үндүн ылдамдыгы менен чектелет. 5500С температурада суу буусунда үн таралуу ылдамдыгы болжол менен 720 м / с, 11000С - 860 м / с, 16500С - 1030 м / с. Бул ылдамдыктар чоң көрүнүшү мүмкүн, бирок биринчи космостук ылдамдык (спутникти орбитага чыгаруу үчүн керек) 7, 9 км / с экенин унутпоо керек. Ошентип, учуруучу ракета, жетишерлик чоң болгону менен, дагы деле керек болот.
Бирок, Грэм менен Смит башка жолду табышкан. Алар паром менен эле чектелишкен жок. 1961 -жылдын мартында, B&W жетекчилигинин көрсөтмөсү боюнча, алар "Космос аппараттарын учуруу үчүн буу гидроген күчөткүчү" деген жашыруун документти даярдашкан, ал НАСАнын назарына жеткирилген. (Бирок, жашыруундуулук көпкө созулган жок, 1964 -жылга чейин, Грэм менен Смитке АКШ патенти No 3131597 - "Ракеталарды учуруу ыкмасы жана аппараты"). Документте, иштеп чыгуучулар 120 тоннага чейинки космостук аппаратты дээрлик 2,5 км / сек ылдамдыкка чейин ылдамдатууга жөндөмдүү системаны сүрөттөп беришти, ал эми ылдамдануулар, эсептөөлөр боюнча, 100 граммдан ашкан жок. Биринчи космостук ылдамдыкка чейин андан ары ылдамдатуу ракетанын күчөткүчтөрүнүн жардамы менен ишке ашырылышы керек болчу.
Буу космостук снарядды мындай ылдамдыкка чейин ылдамдата албагандыктан, B&W инженерлери эки баскычтуу схеманы колдонууну чечишти. Биринчи этапта буу кысылган жана ошону менен ысытылган суутек, үн ылдамдыгы алда канча жогору (5500С - 2150 м / с, 11000С - 2760 м / с, 16500С - 3 км / с). Бул космос кемесин түздөн -түз ылдамдатууга тийиш болгон суутек болчу. Мындан тышкары, суутекти колдонууда сүрүлүү чыгымдары кыйла төмөн болгон.
Супер курал
Ишке киргизгичтин өзү чоң структура болушу керек эле - алп супер мылтык, ага эч ким эч качан курган эмес. Диаметри 7 м болгон челектин бийиктиги 3 км (!) Болчу жана тийиштүү өлчөмдөгү тоонун ичинде тигинен жайгашышы керек болчу. Алп замбиректин "төшүнө" жетүү үчүн тоонун түбүндө туннелдер жасалды. Ошондой эле жаратылыш газынан суутек чыгаруучу завод жана ири буу генератору болгон.
Ал жерден түтүк аркылуу буу аккумуляторго кирди - диаметри 100 метр болгон болот шары, баррелдин түбүнүн астында жарым чакырым аралыкта жайгашкан жана дубалдын зарыл күчүн камсыз кылуу үчүн таштын массасына катуу "орнотулган": буу аккумулятордун температурасы болжол менен 5500С жана басымы 500 атмдан жогору болгон.
Буу аккумулятору үстүндө суутеги бар идишке, диаметри 25 м жана узундугу болжол менен 400 м болгон тегерек негиздери бар, түтүктөр системасын жана 70 тез ылдамдыктагы клапандарды колдонуп, ар бири 1 м диаметри. Өз кезегинде, баррелдин түбүнө бир аз чоңураак 70 клапан системасы бар (диаметри 1,2 м) суутек цилиндри туташтырылган. Баары мындай иштеген: цилиндрге буу аккумулятордон сордурулган жана тыгыздыгы жогору болгондуктан, анын астынкы бөлүгүн ээлеп, үстүңкү бөлүгүндө суутекти 320 атмга чейин кыскан. жана 17000Ске чейин жылытат.
Космос баррелде ылдамдануу учурунда паллет катары кызмат кылган атайын платформага орнотулган. Ал бир эле учурда аппаратты борборлоштуруп, водородду ылдамдатууну азайтты (заманбап суб-калибрлүү снаряддар ушундайча жайгаштырылган). Ылдамданууга каршы турууну азайтуу үчүн челектен аба чыгарылып, оозу атайын диафрагма менен бекитилген.
Космостук замбиректин курулушунун баасы B&W тарабынан болжол менен 270 миллион долларга бааланды. Бирок андан кийин замбирек Сатурн ракетасынын биринчи баскычынын баасын 5 миллион доллардан 100 миң долларга чейин төмөндөтүп, ар бир төрт күндө "аткылап" турмак.. Ошол эле учурда 1 кг жүктү орбитага чыгаруунун баасы 2500 доллардан 400 долларга түштү.
Системанын эффективдүүлүгүн далилдөө үчүн, иштеп чыгуучулар ташталган кендердин биринде 1:10 масштабдуу моделди курууну сунушташкан. НАСА тартынып калды: салттуу ракеталарды өнүктүрүүгө эбегейсиз көп каражат жумшап, агенттик 270 миллион долларды атаандаш технологияга, ал тургай белгисиз натыйжага жумшай албайт. Анын үстүнө 100г ашыкча жүктөлүшү, эки секундга болсо да, супер мылтыкты башкарылган космос программасында колдонууга мүмкүн эместигин ачык көрсөткөн.
Жюль Верндин кыялы
Грэм менен Смит космостук кемени замбирек менен учуруу концепциясын элестеткен биринчи же акыркы инженерлер эмес. 1960-жылдардын башында канадалык Жеральд Булл бийик тоолуу изилдөө долбоорун (HARP) иштеп чыгып, бийик тоолуу атмосфералык зонддорду дээрлик 100 км бийиктикке чейин аткылаган. Ливмор улуттук лабораториясында. Лоуренс Калифорнияда 1995-жылга чейин, Джон Хантердин жетекчилиги астында SHARP (Super High Altitude Research Project) долбоорунун алкагында, эки баскычтуу мылтык иштелип чыккан, анда водород метанды күйгүзүү аркылуу кысылган жана беш килограммдык снаряд ылдамдатылган 3 км / с чейин. Ошондой эле темир мылтыктын көптөгөн долбоорлору болгон - космостук кемелерди учуруу үчүн электромагниттик ылдамдаткычтар.
Бирок бул долбоорлордун баары B&W supergun алдында өчүп калган. «Коркунучтуу, укпаган, укмуштуудай жарылуу болду! Анын күчүн жеткирүү мүмкүн эмес - ал эң дүлөй күркүрөөнү, атүгүл жанар тоонун атылуусунун күркүрүн камтыйт. Жердин ичегисинен жанар тоонун кратеринен чыккандай, алп оттун тобу көтөрүлдү. Жер титиреп кетти, ал эми көрүүчүлөрдүн эч кимиси снаряддын түтүн менен оттун куюнунда абаны жеңип чыкканын көрө алган жок … " - Жюль Верн өзүнүн атактуу тасмасында алп Колумбиаденин соккусун ушинтип сүрөттөгөн. роман.
Грэм-Смит замбиреги ого бетер күчтүү таасир калтырышы керек эле. Эсептөөлөр боюнча, ар бир учурууда снаряддын артынан атмосферага ыргытылган 100 тоннага жакын суутек керектелет. 17000С температурага чейин ысытылган, ал атмосферадагы кычкылтек менен байланышта болгондо тутанган, тоону бир нече километр өйдө карай созулган оттуу мамыга айландырган. Мындай водород күйгөндө буу түрүндө тарай турган 900 тонна суу пайда болуп, жамгыр жаайт (балким жакын жерде кайнайт). Бирок, шоу муну менен эле бүткөн жок. Водород күйгөндөн кийин, 25000 тонна өтө ысып кеткен буу жогору карай ыргытылып, ири гейзер пайда болгон. Буу да жарым -жартылай чачырап, жарым -жартылай конденсацияланган жана катуу жамгыр түрүндө түшүп кеткен (жалпысынан кургакчылык жакынкы жерге коркунуч келтирген эмес). Мунун баары, албетте, торнадо, күн күркүрөө жана чагылган сыяктуу кубулуштар менен коштолушу керек болчу.
Жюль Верн муну жакшы көрмөк. Бирок, план дагы эле өтө фантастикалык болчу, ошондуктан, бардык өзгөчө эффекттерге карабастан, НАСА космостук учуруунун салттуу жолун - ракеталарды учурууну жактырды. Өтө жаман: Steampunk ыкмасын элестетүү кыйын.
